Proceso para producir óxido de rutenio soportado sobre titania modificada con sílice y proceso para producir cloro.

Proceso para producir óxido de rutenio soportado sobre titania modificada con sílice y proceso para producir cloro.

Proceso para producir óxido de rutenio soportado en el que se puede soportar sílice de forma eficaz sobre un soporte de titania, obteniendo un óxido de rutenio soportado con estabilidad térmica y vida útil como catalizador superior. En este procedimiento el soporte de titania se pone en contacto con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca bajo una corriente de gas que contiene vapor de agua, posteriormente se somete a una primera calcinación bajo una atmósfera de un gas oxidante, a continuación se pone en contacto con un compuesto de rutenio, y posteriormente se somete a una segunda calcinación en una atmósfera de un gas oxidante. Proceso para producir cloro de forma estable durante un largo período de tiempo, utilizando el óxido de rutenio soportado obtenido mediante el proceso anteriormente descrito.

Proceso para producir óxido de rutenio soportado sobre titania modificada con sílice y proceso para producir cloro 5

La presente solicitud reivindica prioridad y el beneficio de las solicitudes de patente japonesas Nos. 2011-267593 (presentada el 7 de diciembre de 2011) y 2012-095373 (presentada el 19 de abril de 2012) , cuyos contenidos completos se incorporan en el presente documento por referencia.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un proceso para producir óxido de rutenio soportado en el que el óxido de rutenio está soportado sobre un soporte. La presente invención también se refiere a un proceso para producir cloro mediante la oxidación de cloruro de hidrógeno con 15 oxígeno utilizando, como catalizador, el óxido de rutenio soportado producido por el proceso descrito anteriormente.

Estado de la técnica

Se sabe que un óxido de rutenio soportado es útil como catalizador para utilizar en la producción de cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno con oxígeno (véanse los documentos de patente 1-5) . De igual modo, se conoce un óxido de rutenio soportado en el que óxido de rutenio y sílice están soportados en un soporte de titania. Respecto a su proceso de producción, los documentos de patente 6 y 7, por ejemplo, describen un proceso 25 en el que un soporte de titania se pone en contacto con un compuesto de rutenio, a continuación se calcina, posteriormente se pone en contacto con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca al aire y posteriormente se calcina al aire. En el documento de patente 8 se describe un proceso en el que un soporte de titania se pone en contacto con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca al aire, posteriormente se calcina al aire, a 30 continuación se pone contacto con un compuesto de rutenio, y se calcina al aire.

Listado de citas

Documento de Patente 35

Documento de patente 1: JP2000-229239 A

Documento de patente 2: JP2000-254502 A

Documento de patente 3: JP2000-281314 A

Documento de patente 4: JP2002-79093 A

Documento de patente 5: JP2004-276012 A 5

Documento de patente 6: JP2002-292279 A

Documento de patente 7: JP2004-074073 A

Documento de patente 8: JP2008-155199 A

Resumen de la invención 10

No obstante, en el proceso de producción convencional mencionado anteriormente era difícil garantizar una cantidad satisfactoria de sílice soportada en comparación con una cantidad de compuesto alcoxilano utilizado y, por lo tanto, éste podría no necesariamente ser satisfactorio con respecto a la estabilidad térmica y vida útil como catalizador del óxido de 15 rutenio soportado resultante. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para producir un óxido de rutenio soportado en el que el óxido de rutenio y la sílice están soportados en un soporte de titania, de manera que la sílice puede estar eficazmente soportada en un soporte de titania obteniéndose un óxido de rutenio soportado con estabilidad térmica y vida útil como catalizador superior. Otro objetivo de la presente 20 invención es proporcionar un proceso para producir cloro de forma estable durante un largo periodo de tiempo, utilizando el óxido de rutenio soportado obtenido por el proceso descrito anteriormente.

Los presentes inventores han llevado a cabo amplios estudios para alcanzar los objetivos 25 anteriormente mencionados, dando como resultado la presente invención.

Es decir, la presente invención incluye las siguientes realizaciones.

[1] Un proceso para producir un óxido de rutenio soportado en el que el óxido de rutenio y la 30 sílice están soportados en un soporte de titania, en el que un soporte de titania se pone en contacto con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca bajo una corriente de un gas que contiene vapor de agua, posteriormente se somete a una primera etapa de calcinación bajo una atmósfera de un gas oxidante, a continuación se pone en contacto con un compuesto de rutenio, y posteriormente se somete a una segunda calcinación bajo una 35 atmósfera de un gas oxidante.

[2] El proceso de [1], donde la concentración del vapor de agua en el gas que contiene vapor de agua es de 0, 5 a 10 % en volumen.

[3] El proceso de [1] o [2], donde, en el secado, la velocidad espacial del gas que contiene vapor de agua para el soporte de titania es de 10-2000 /h en estado estándar. 5

[4] El proceso de una cualquiera de [1] a [3], donde la proporción de titania de tipo rutilo en el soporte de titania respecto al total de titania de tipo rutilo y titania de tipo anatasa es de 50 % o más, cuando se mide por el método de difracción de rayos-X.

[5] El proceso de una cualquiera de [1] a [4], donde el compuesto alcoxisilano es un tetraalcoxisilano.

[6] El proceso de [5], donde el tetraalcoxisilano es tetraetoxisilano.

[7] Un proceso para producir cloro, caracterizado por que se oxida cloruro de hidrógeno con oxígeno en presencia de un óxido de rutenio soportado producido por el proceso definido en una cualquiera de [1] a [6].

De acuerdo con el proceso de la presente invención para producir un óxido de rutenio 20 soportado en el que el óxido de rutenio y la sílice están soportados en un soporte de titania, el sílice se puede soportar de manera eficaz sobre un soporte de titania, se puede obtener un óxido de rutenio soportado con estabilidad térmica y vida útil como catalizador superior, y se puede producir cloro de manera estable durante un largo período de tiempo por oxidación de cloruro de hidrógeno con oxígeno utilizando como catalizador el óxido de rutenio 25 soportado obtenido anteriormente.

Descripción de las realizaciones

A continuación, se describe la presente invención con detalle. En el proceso para producir 30 un óxido de rutenio soportado en el que óxido de rutenio y sílice se soportan en un soporte de titania de la presente invención, se pone en contacto un soporte de titania con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca bajo una corriente de gas que contiene vapor de agua, posteriormente se somete a una primera calcinación bajo atmósfera de un gas oxidante, a continuación se pone en contacto con un compuesto de rutenio, y 35 posteriormente se somete a una segunda calcinación en una atmósfera de un gas oxidante.

El soporte de titania puede comprender titania de rutilo (titania con una estructura cristalina de rutilo) , titania de anatasa (titania con una estructura cristalina de anatasa) , titania amoría o similar, o una mezcla de los mismos. En la presente invención, preferentemente se usa un soporte de titania que comprende titania de rutilo y/o titania de anatasa. Por encima de todo, preferentemente se usa un soporte de titania que comprende titania de rutilo y/o titania de 5 anatasa, donde la proporción de titania de rutilo con respecto al total de titania de rutilo y titania de anatasa en el soporte de titania (en lo sucesivo denominada opcionalmente como proporción de titania de rutilo) es preferentemente de 50 % o más, más preferentemente de 70 % o más, incluso más preferentemente de 90 % o más. A medida que la proporción de titania de tipo rutilo aumenta, la estabilidad térmica del óxido de rutenio soportado resultante 10 tiende a mejorar, y la actividad catalítica mejora. La proporción de titania de rutilo descrita anteriormente se puede medir por el método de difracción de rayos-X (denominado en lo sucesivo como método XRD) y se puede calcular mediante la siguiente ecuación (1) :

Proporción de titania de tipo rutilo [%]= [IR/ (IA + IR) ] x 100 (1) 15

IR: intensidad de una línea de difracción que indica el plano (110) de titania de tipo rutilo IA: intensidad de una línea de difracción que indica el plano (101) de titania de tipo anatasa

Preferentemente, el contenido de sodio en el soporte de titania es de 200 ppm en peso o 20 menos, y el contenido de calcio en el soporte de titania es preferentemente de 200 ppm en peso o menos. Más preferentemente, el contenido de todos los elementos de metal alcalino en el soporte de titania es de 200 ppm en peso o menos, y el contenido de todos los elementos de metal alcalinotérreo en el soporte de titania es más preferentemente de 200 ppm en peso o menos. Los contenidos de los elementos de metal alcalino y los elementos 25 de metal alcalinotérreo se pueden medir, por ejemplo, por análisis espectral de emisión de plasma de alta frecuencia con acoplamiento inductivo (en lo sucesivo opcionalmente denominado como análisis de ICP) , análisis de absorción atómica, análisis por cromatografía iónica o similar. Los contenidos de los mismos preferentemente se miden por análisis de ICP. El soporte de titania... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para producir un óxido de rutenio soportado en el que el óxido de rutenio y la sílice están soportados en un soporte de titania, en el que un soporte de titania se pone en contacto con un compuesto alcoxisilano, a continuación se seca bajo una corriente de un 5 gas que contiene vapor de agua, posteriormente se somete a una primera calcinación bajo una atmósfera de un gas oxidante, a continuación se pone en contacto con un compuesto de rutenio, y posteriormente se somete a una segunda calcinación en una atmósfera de un gas oxidante.

2. El proceso de la reivindicación 1, donde la concentración del vapor de agua en el gas que contiene vapor de agua es de 0, 5 a 10 % en volumen.

3. El proceso de la reivindicación 1 o 2, donde, en el secado, la velocidad espacial del gas que contiene vapor de agua para el soporte de titania es de entre 10 y 2000 /h en estado 15 estándar.

4. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la proporción de titania de tipo rutilo en el soporte de titania respecto al total de titania de tipo rutilo y titania de tipo anatasa es de 50 % o más, cuando se mide por el método de difracción de rayos-X. 20

5. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el compuesto alcoxisilano es un tetraalcoxisilano.

6. El proceso de la reivindicación 5, donde el tetraalcoxisilano es tetraetoxisilano. 25

7. Un proceso para producir cloro, donde se oxida cloruro de hidrógeno con oxígeno en presencia de un óxido de rutenio soportado producido por el proceso definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.